基于GRACE卫星研究青藏高原重力变化长期趋势

摘要

青藏高原地区的隆升过程及机制一直是国内外地学界研究的热点,本文通过对三家机构(CSR、GFZ、JPL)提供的2003～2013 最新版本RL05 数据进行处理分析,通过尺度因子的方法减少数据处理过程中的误差,通过水文模型(GLDAS_Noah和CPC的平均值)扣除土壤水的影响,通过Paulson提供的模型来扣除GIA影响,最终得到中国及周边地区长期性重力异常变化情况.在结果中可以明显的看到一些明显的重力减少和增加区域,对于重力减少的区域已经进行过较多的分析;对于青藏高原内陆地区较为明显的质量增加信号,Zhang认为可能与该地区湖水面的升高有关,但本文通过对同时间范围内降水资料的分析并没有发现明显的降雨增加趋势,且湖水增高等效至整个青藏高原地区仅0.23mm/yr.基于众多证据均表明青藏高原一直在继续隆升发育着变形这一事实，接着本文通过直立长方体模型对该地区进行正演模拟研究，以班公湖一怒江断裂带将青藏高原划分为南北两大区块，得到青藏高原地区的重力异常变化情况，GRACE结果显示青藏高原内陆区域大致以0.35±0.13 ,μGal/yr的速率递增，与长方体模型得到的结果0.28,μGal/yr的速率递增较为吻合。这里只是对青藏高原内陆地区质量增加信号的一种尝试性解释，基于目前的技术手段要清晰的解释该正信号的缘由还是有些困难的，因为诸如冰雪、冻土、G1A,水文、气候等因素无法精确的排除，随着观测资料的持续累积，可以结合最新的多种现代大地测量技术手段(如GRACE, GPS，绝对重力，超导重力，遥感，测高卫星等)采用数据融合技术，定量的分析青藏高原的动力学问题。